Nos últimos 20 anos, a nanotecnologia tem se aproximado cada vez mais do cotidiano das pessoas. Seja pelo maior acesso aos meios de informação e de comunicação de massa, pela expansão da internet e das ferramentas de busca cada vez mais poderosas e interativas ou pelo uso da palavra ‘nano’ como ferramenta de marketing e propaganda em campanhas publicitárias de diversos produtos.
A palavra ‘nano’, do grego, significa anão. É, desde 1960, usada como prefixo oficial pela Conferência Geral de Pesos e Medidas, indicando que o tamanho do material em questão ou de seus constituintes tem dimensão nanométrica (ordem de nanômetro, ou seja, bilionésimo de metro, expresso por 10-9 m).
Hoje, muitos novos produtos – artigos esportivos, tintas e revestimentos especiais de alta resistência ao risco, bem como tecidos com atividade antibactericida, sensores, produtos de higiene e cosméticos – têm empregado as propriedades e características dos nanomateriais, para obter novas funcionalidades, aplicações e/ou melhor desempenho.
A nanotecnologia também tem aberto oportunidades de desenvolvimento de tratamentos medicinais, diminuição da dimensão de circuitos eletrônicos, sistemas de armazenamento de energia mais eficientes. Trouxe ainda a possibilidade de integração de sistemas em que convergem várias áreas de pesquisa, como a biologia, engenharia, química, física e medicina.
Mudança de atitude
No universo nanométrico, a diminuição do tamanho das partículas traz um aumento direto da área superficial do material, que pode ser traduzida pelo aumento da energia do material nanométrico. Esse aumento da área (ou da energia) faz com que muitas substâncias passem a ter propriedades diferentes quando avaliadas na escala nano – a figura mostra a variação da área e do número de partículas, frente à diminuição da dimensão das mesmas.
- A figura e a tabela mostram como a redução do tamanho das partículas leva ao aumento do número e da superfície de partículas em suspensão no ar. A segunda coluna da tabela indica o total de partículas que podem ser geradas a partir da redução da dimensão inicial (5 mm). A terceira e a quarta referem-se à densidade de partículas respiráveis em suspensão no ar. (fonte: adaptado de Lenz e Silva, Guilherme F.B./ Revista de Metalurgia e Materiais, julho-agosto 2011 | arte: Luiz Baltar)
Essa diminuição do tamanho também faz com que muitos elementos passem a ter suas propriedades modificadas. Por exemplo, aumento da reatividade química e da capacidade de agir como catalisador; mudança no ponto de fusão e de ignição; afinidade e estabilidade química frente a moléculas ou grupos (‘radicais’) químicos etc. Essas propriedades criam a necessidade de mudança de atitude quanto ao manuseio, armazenamento e à utilização dos materiais nanoparticulados.
A primeira mudança diz respeito à classificação das partículas nanométricas, que não devem ser simplesmente descritas por sua fórmula molecular ou estado físico. Dessa forma, informações sobre tamanho e área superficial, estado de dispersão/agregação, pureza (nível/tipo de contaminantes presentes), forma das partículas (esféricas, fibrilares, cilíndricas etc.), presença de grupos funcionais e estabilidade dos nanomateriais são essenciais para auxiliar a gestão da segurança e adequação do ambiente de trabalho, bem como a correta indicação dos equipamentos de proteção pessoal e coletiva.
Os riscos da interação dos materiais nanoparticulados seguem as mesmas premissas dos estudos de epidemiologia e saúde ocupacional – o tempo de exposição, a dose e o perigo de cada nanomaterial são os principais componentes das respostas de uma avaliação de toxicidade. Porém, outros fatores, como idade, predisposição genética, atividade do sistema imunológico ou doenças preexistentes, também afetam a resposta imunológica dos seres vivos às nanoparticulas. Nesse ponto, não se pode esquecer que, sendo as nanopartículas extremamente pequenas, a velocidade e as cinéticas das reações (químicas e/ou bioquímicas) podem ser bastante modificadas.
De modo geral, as pessoas e os organismos interagem ou entram em contato com as nanopartículas de vários modos. Em nosso cotidiano, estamos rodeados por diversos tipos de nanopartículas, seja em maior ou menor número, segundo o ambiente em que vivemos (metrópolis, zona rural ou zona industrial). Uma diferença importante da exposição às nanopartículas – principalmente, as provenientes de processos de poluição antropogênica ou naturais – é que aquelas sintetizadas ou manufaturadas têm elevado grau de pureza e maior atividade química (superfície mais ativa), e isso potencializa os riscos da exposição dos seres vivos a esses nanomateriais.
A interação e a extensão da exposição aos nanomateriais pelos organismos são bastante complexas e ainda não completamente conhecidas. Em geral, as vias aéreas são as principais portas de entrada para a contaminação com nanopartículas, seguidas da contaminação da pele, por ingestão e injeção intravenosa.
É importante ressaltar que o aumento do uso de nanopartículas e nanomateriais na agricultura e na indústria (principalmente, alimentícia e de embalagens), entre outros setores, poderá aumentar, por ingestão ou contato, o potencial de contaminação dos organismos vivos.
Guilherme Frederico
Bernardo Lenz e Silva
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Escola Politécnica
Universidade de São Paulo
